Заряд Li-ion АКБ типоразмера 18650 с помощью Вымпел-55

Заряд Li-ion АКБ типоразмера 18650 с помощью Вымпел-55

Каталог

△

▽

• Главная
•  > 
• Статьи
•  > 
• Зарядные устройства

07.02.2020

Плюсы и минусы Li-ion АКБ

Литий-ионный аккумулятор – один из самых распространенных видов АКБ, широко используется в большом количестве современной бытовой электроники, электромобилях и всеми любимых портативных гаджетах.
Главные плюсы АКБ данного типа – большой ток отдачи, высокая плотность накапливаемой энергии, малый саморазряд, стабильное напряжение, не требует обслуживания, большой рабочий ресурс (более 1000 циклов заряда и разряда), и относительная неприхотливость.
Но есть и минусы – такие аккумуляторные батареи не любят глубоких разрядов, желательно их заряжать до падения ниже — 10% заряда. Оптимальная температура работы 20-25 градусов Цельсия. В холоде процесс разряда происходит быстрее, так же не рекомендуется заряжать холодные АКБ. Как и во всех остальных типах аккумуляторов — не следует превышать допустимые значения напряжения и тока. При механическом повреждении или замыкании li-ion аккумулятора может произойти возгорание. Но если внимательно относиться к эксплуатационным особенностям, то можно значительно продлить их срок службы.

Типоразмеры li-ion аккумуляторов

Для того что бы определить формат у li-ion АКБ имеется система маркировки:

• Первые две цифры указывают на диаметр АКБ (в мм).
• Следующие две цифры говорят о длине АКБ (в мм).
• Последняя цифра служит ссылкой на форм-фактор элемента питания (для цилиндрических обозначается как 0)

Рассмотрим один из самых популярных форм цилиндрических li-ion АКБ c маркировкой – 18650 (например, данный типоразмер используется в ноутбуках, производстве составных АКБ для автомобилей Tesla и для питания разнообразной портативной электроники. Об этом типоразмере далее и пойдет речь).

1. 18 – диаметр (в мм)
2. 65 – длинна (в мм)
3. 0 – обозначение цилиндрической формы

Заряд li-ion АКБ типоразмера 18650 с помощью Вымпел-55

У большей части электроники с li-ion АКБ имеются встроенные механизмы для заряда, для подзарядки достаточно просто подключить в сеть через адаптер. В других случаях аккумулятор нужно заряжать самостоятельно.

Номинальное напряжение li-ion АКБ типоразмера 18650 составляет 3,7В.
Напряжение заряда составляет 4,1В

Наиболее правильно заряжать li-ion АКБ в два этапа:

• На первом этапе нужно заряжать АКБ постоянным током, с расчетом 0.5С (где С – емкость батареи в Ач) соответственно если емкость батареи составляет – 3Ач, ток заряда должен составлять 1,5 А. Если емкость батареи указана в мА, то можно пересчитать: 1000 мАч = 1 Ач. Заряд происходит до достижения напряжения на АКБ 4.1 В.
• После достижения напряжения в 4. 1В — заряд идет при постоянном напряжении и постепенном снижении тока.

График заряда

Как только ток заряда уменьшится 0.05-0.01С, заряд можно считать завершенным.
Вымпел–55 может работать в автоматическом режиме, т.е. самостоятельно понижать ток при достижении нужного напряжения.

Порядок действий:

Для зарядки нам понадобится: Вымпел-55 и батарейный отсек 1×18650 (с выводами на + и — , для подключения зажимов)

Батарейный отсек

• Подключаем Вымпел–55 к сети, выставляем в настройках «Алгоритм– 1»
  Подробнее о алгоритмах(видео)
• Далее по инструкции выставляем нужные значения напряжения и тока
• Подключаем зажимы к выводам + и –
• Отключаем зарядное устройство после окончания заряда

Заряд составных батарей 18650

Для заряда более одного элемента с последовательным подключением необходим балансир для выравнивания заряда. У нас в продаже есть зарядное устройство с встроенным балансиром: Вымпел-10

Возврат к списку

Li-ion 4.35V vs 4.20V сколько теряем? Тест SANYO UR18650ZTA. / Зарядки, пауэрбанки, провода и переходники / iXBT Live

Литий-ионные аккумуляторы с повышенным напряжением окончания зарядки (Li-HV 4.35V или 4.40V) становятся все более и более популярными особенно в мобильных телефонах и прочих гаджетах, а вот в формате 18650 их как-то не особо много. Сегодня протестируем SANYO UR18650ZTA и на его примере посмотрим что дает повышенное напряжение.

Как и прежде, тесты я провожу на специальном тестере ZKE EBC-A20 в паре с универсальным самодельным держателем в версии 2.5. Сам тестер, если кто не видел:

И держатель с медными контактами:

Методика тестирования такая же — зарядка (в данном случае до 4.35В) стандартным током (по даташиту), потом пауза 1-1.5ч, затем разрядка до конечного напряжения (3. 0В у сабжа). Более подробно можете прочесть в предыдущих публикациях.

 

SANYO UR18650ZTA

Sanyo, как всегда, наносит маркировку так, что глаза болят пока прочтешь… Маркировка тестового аккумулятора: SANYO Z UR18650ZTA V18A.
На гильзе, под термоусадкой, нанесена буква C и VD7Z3GC 031395.

 

Основные характеристики из даташита:
Оценочная емкость: 2850мАч при 20°C
Минимальная емкость: 2900мАч при 25°C
Типичная емкость: 3000мАч при 25°C
Номинальное напряжение: 3.7В
Стандартный ток зарядки: 1.45A
Верхний предел напряжения: 4.35В
Ток окончания зарядки: 58мА (в силу ограничений оборудования, я заканчивал на 100мА)
Максимальный ток разрядки: 5.8A
Нижний предел напряжения: 3.0В
Максимальный вес: 48г

Обычно у 4. 35В аккумуляторов номинальное напряжение указывается 3.8В, но тут 3.7В.

Аккумулятор слаботоковый — максимальный ток разрядки ограничен 5.8А, но я бы не рекомендовал превышать даже 5А — ниже увидете почему.

Вес тестового аккумулятора на моих весах — 48.01г

 И так, результаты тестов на разряд при заряде до 4.35В:

Как видите, при разряде током в 0.2C / 0.58А емкость где-то между минимальным при 25°C и «оценочным» при 20°C, хотя температура окружающего воздуха была 24-25°C. Еще сильнее огорчает кривая при 5А — нехилая просадка в самом начале говорит о том, что током выше 5А точно не стоит разряжать. Грустный результат…

Результаты тестов на разряд при заряде до 4.20В:

4.20В — стандарт для подавляющего большинства Li-ion аккумуляторов формата 18650. Я провел ту же самую серию тестов, но с зарядкой до 4.20В, а не 4.35В, чтоб сравнить результаты и посмотреть какова разница. Характер кривых, как видите, не изменился. Изменились только итоговые значения. И так, приступим к сравнению.

 

 

Сравнение

 

При разряде током в 0.2C / 0.58A:

Если считать относительно результата при 4.35В, то при 4.20В здесь мы теряем, грубо говоря, 13-14%.

При разряде током в 2A:

При разряде током в 2А картина такая же — заряжая до 4.20В теряем около 14% по сравнению с 4.35В.

При разряде током в 5A:

Тут разница на чуточку выше — 15%, но это несущественно.

И так, при заряде до 4.20В мы теряем 13-15%, но что нам это даст? Снизив на 0.15В напряжение окончания зарядки, мы увеличим жизнь аккумулятора на несколько сот циклов. А еще подавляющее большинство плат защиты для Li-ion заточены под 4.20В. Если честно, мне не попадались отдельно продающиеся платы на 4.35В. В итоге, потеряем до 15% емкости взамен на продление жизни аккумулятора и возможность использования с платами защиты.

Касательно конкретно UR18650ZTA, то я бы не стал его рекомендовать к покупке — уж слишком низки емкость и макс. ток разрядки, а напряжение окончания разрядки и вовсе 3.0В, что означает, что при использовании платы защиты придется найти соответствующий (обычно платы заточены под 2.5В со срабатыванием при 2.4В).

Аккумулятор брал у своего проверенного поставщика — Queen Battery.

Всем добра и много энергии! 

Литий-ионные аккумуляторы (Li-Ion) | Panasonic Industrial Devices

• Аккумуляторы
• Аккумуляторы
• Литий-ионные

Высокая плотность энергии, безопасная работа и долгий срок службы.

A Литий-ионный аккумулятор (Li-Ion) представляет собой аккумулятор с высокой плотностью энергии, который широко используется на рынке портативного оборудования. Он использует металлический оксид лития в своем положительном электроде (катоде) и углеродный материал в своем отрицательном электроде (аноде), а ионы лития внутри аккумулятора перемещаются между положительным электродом и отрицательным электродом во время заряда или разряда.

Чтобы узнать больше о линейке литий-ионных аккумуляторов Panasonic, нажмите на цилиндрическую серию.

Особенности:

• Высокое напряжение 3,6 В позволяет сократить количество используемых батарей
• Высокая плотность энергии минимизирует размер и вес батареи, что делает ее идеальной для использования в небольшом портативном оборудовании
• Металлический литий не используется, поэтому зарядка и разрядка очень безопасны
• Нет накопления памяти, поэтому он обеспечивает полную зарядку каждый раз
• Внешний корпус призматических батарей выполнен из алюминиевого сплава, поэтому общий вес батареи меньше

Применение:

• Видеокамеры, цифровые фотоаппараты
• Сотовые телефоны, телефоны PHS
• Ноутбуки
• MP Игроки
• Различное портативное оборудование
• КПК

Новые ИК-датчики движения с плоской квадратной линзой

ЧРЕЗВЫЧАЙНО НИЗКИЙ ПРОФИЛЬ ДЛЯ ПЛАВНОГО ДИЗАЙНА

ПИК-датчики движения Panasonic с плоской квадратной линзой имеют как низкий профиль, так и плоскую поверхность, благодаря чему дизайн выглядит на одном уровне с поверхностью конструкции, и доступны в линейке продуктов серий EKMB и EKMC. Этот новый тип линз создает различные зоны обнаружения, оптический фильтр для блокировки неинфракрасного света и многое другое!

Будьте в курсе последних новостей от Panasonic

ПРОМЫШЛЕННАЯ ВИДЕОБИБЛИОТЕКА PANASONIC

Видеоролики Panasonic предоставляют легкодоступные содержательные решения, которые помогают упростить принятие решений о разработке продукта. Разделенные по типу серии видео, теме продукта или технологии, навигация по вашим предпочтениям не может быть проще. Будьте в курсе последних коротких видеороликов, обзоров продуктов, плейлистов и многого другого!

Ежемесячный электронный информационный бюллетень Panasonic

Обладая более чем 150 000 наименований деталей и техническими знаниями для создания новых решений, Panasonic Industrial инвестирует в партнерские отношения с клиентами, чтобы построить лучшую жизнь, лучший мир, один компонент, одно устройство, одна система за раз.

время! Присоединяйтесь к сообществу Panasonic и подпишитесь на ежемесячную рассылку по электронной почте Что дальше  !

БЛОГ PANASONIC INDUSTRIAL

Читайте обо всех последних темах по промышленным технологиям и узнайте, что нового, что важно и как технологии продолжают удовлетворять быстро меняющиеся потребности во всем мире. Поделитесь и получите новый взгляд на технологические инновации и уникальную информацию о последних тенденциях отрасли!

Последние видео

Список воспроизведения

Использование литий-ионных аккумуляторов: еще 5 советов для увеличения срока службы | Saft

На прошлой неделе мы поделились с вами пятью советами о том, как заряжать литий-ионные аккумуляторы, чтобы продлить срок их службы.
В этой статье мы сосредоточимся на том, как ухаживать за литий-ионным аккумулятором во время его использования, чтобы продлить срок его службы . У наших аккумуляторов больше не будет для вас секретов!

Но прежде чем двигаться дальше, давайте суммируем факторы, влияющие на емкость литий-ионного аккумулятора.

Верхний совет 1: Уменьшите показатель C при разрядке, чтобы оптимизировать емкость аккумулятора и срок службы аккумулятора

При быстром разряде , например, 1,5 C, извлечение ионов лития из одного электрода и внедрение в другой слишком силен, чтобы быть эффективным . Это снижает эластичность электродов. Думайте о постоянном тяжелом и быстром дыхании, вы потеряете дыхание, не получая пользы от воздуха и не получая энергии.
Сильные показатели увеличивают внутреннее сопротивление батареи. Аккумулятору придется стремиться выдавать большой ток и потреблять больше энергии, чтобы поддерживать тот же уровень напряжения, что, следовательно, ускорит его

старение .

На новых «свежих» батареях 1,5C влияет только на емкость батареи (то есть на ее автономность (см. таблицу ниже)). Однако для батарей, которые выдержали много циклов, из-за увеличения внутреннего сопротивления будет затронута не только емкость, но и цикличность. Следовательно, только часть емкости будет использоваться. При медленном темпе (например, C/8) рассеяние меньше, внутреннее сопротивление не растет так сильно, а емкость ячейки увеличивается.

На этом графике представлена ​​скорость разряда новой «свежей» батареи MP 176065 xtd.
Уровень напряжения отражает уровень заряда: 4,2В указывает на полный заряд, 2,7В указывает на то, что батарея полностью разряжена.

Как видите, при скорости разряда C/8 (фиолетовая линия) емкость аккумулятора составляет 5,8 Ач, при 1,5 C емкость снижается до 5,5 Ач (зеленая линия).

Главный совет 2: помните о температурах, при которых батарея разряжается

Температура, при которой работает устройство, является основным фактором, влияющим на энергопотребление батареи .

Это верно как для первичных батарей, так и для перезаряжаемых батарей.

При экстремальных температурах электрод и электролит больше не имеют оптимальной формы для обеспечения эффективного ионно-литиевого обмена.

При низких температурах электрод сжимается, в результате чего ионы не могут выделяться. Электронная проводимость электролитов также уменьшается. Ионы движутся медленнее между двумя электродами.
Вы когда-нибудь чувствовали, что зимой ваш мобильный разряжается быстрее? Это связано с тем, что при низких температурах аккумулятору требуется больше энергии для поддержания необходимого уровня напряжения для отправки SMS или фотосъемки. Постарайтесь держать его в тепле в кармане, поживем-увидим!

Под действием тепла электрод расширяется, облегчая движение ионов. Электролит также обладает большей проводимостью. Однако экстремально высокие температуры повреждают электроды.

Некоторые батареи ведут себя лучше, чем другие, при высокой или низкой температуре в зависимости от химического состава, используемого производителем, и конструкции элемента.

На приведенном ниже графике представлена ​​разрядная емкость (Ач) MP176065 xtd при C/5 при различных температурах.

Saft MP176065 xtd предлагает непревзойденный диапазон рабочих температур от -40°C до +85°C , но при -40°C приходится идти на уступки в отношении емкости и адаптировать рабочее напряжение.

Главный совет 3: отдавайте предпочтение частичной глубине разряда (DoD).

Полный цикл зарядки/разрядки называется глубиной разрядки (DoD), где 100 % — это полный цикл.

70% DoD означает, что 70% доступной энергии поставлено, а 30% остается в резерве. Один цикл со 100% глубиной разряда приблизительно эквивалентен 2 циклам с глубиной разряда 50%, 10 циклам с глубиной разряда 10% и 100 циклам с глубиной разряда 1%.
Глубина разряда дополняет состояние заряда (SoC) : по мере увеличения глубины разрядки уровень заряда уменьшается.

Существует прямая зависимость между глубиной разрядки и сроком службы батареи. Чем мельче DoD, тем экспоненциально выше количество циклов, отдаваемых батареей. Ограничив возможные DoD в своем приложении, вы можете значительно увеличить срок службы вашего продукта.

Например, Saft MP 176065 xtd при полном заряде DoD составляет 4,2 В, нижний заряд — 2,7 В. 100% глубина разряда при 25°C при зарядке C и разрядке C/2 обеспечивает 4000 циклов.
30% DoD допускает 16000+ циклов, т.е. в 4 раза больше! Прекрасный пример того, что точная настройка DoD, температуры и скорости C может определенно продлить срок службы вашей батареи.

Чтобы проиллюстрировать идею, 100% DoD можно сравнить с тяжелым дыханием, используя полную емкость легких, что приводит к истощению всего тела. Но если вы дышите нормально, вы можете двигаться дольше.

Вопреки распространенному мнению, литий-ионные аккумуляторы не имеют памяти. Им не нужны регулярные циклы полной разрядки и зарядки для продления срока службы. На самом деле наоборот: чем меньше разряд (low DoD), тем дольше прослужит батарея, тем больше циклов она сможет сделать.

Действительно, полная зарядка и, следовательно, высокие токи увеличивают емкость элемента, но вызывают нагрузку на электрод, который растягивается, утолщается и расширяется, позволяя проникнуть всем ионам. Наоборот, при полной разрядке (ниже 2,7 В) происходит внутренняя химическая реакция, электрод окисляется и втягивается, эластичность меняется и аккумулятор быстрее стареет.

На этом графике показано, как снижение DoD позволяет увеличить количество циклов.

Таким образом, частичная зарядка и разрядка снижают нагрузку и продлевают срок службы батареи. Рекомендуется избегать полных циклов и оставаться в диапазоне от 100% до 50% DoD (0-50% SoC).

Совет 4. Обязательно выполняйте периодическую балансировку, если в аккумуляторной батарее более 1 элемента.0013 может возникнуть дисбаланс

. Элементы ведут себя неравномерно с течением времени: уровни заряда/разряда, саморазряд и импеданс (внутреннее сопротивление) могут варьироваться от одного элемента к другому. Циклирование батареи при несбалансированности ухудшает несоответствия и приводит к потере напряжения.
Это можно ограничить, потребовав, чтобы производитель собирал в аккумуляторную батарею только однородные элементы, как это делаем мы в Saft.
 
Также нужно будет время от времени приступать к балансировке, чтобы одна ячейка не изнашивалась больше остальных. И здесь интеллектуальная встроенная система BMS хорошо позаботится о вашей батарее. Он найдет самую слабую ячейку и удостоверится, что она заряжается/разряжается на том же уровне, что и другие.
Методы, используемые для балансировки ячеек, могут включать обход некоторых ячеек во время зарядки/разрядки, чтобы сосредоточиться на самых слабых ячейках.
Мы также рекомендуем для аккумуляторов, собранных из нашей линейки литий-ионных аккумуляторов MP, проводить периодическую балансировку путем форсирования полного разряда малым током. Принудительный полный цикл помогает аккумулятору восстановить доступную емкость, особенно после длительного хранения.

Полезный совет 5. Следите за состоянием здоровья (SoH)

Состояние здоровья отражает общее состояние батареи и ее способность отдавать энергию с течением времени. Он дает представление о том, сколько доступной энергии за весь срок службы батареи было израсходовано и сколько осталось.

Это очень интересный параметр для мониторинга, так как он может указывать на проблемы с аккумулятором или необходимость его замены . Действительно, несмотря на то, что он может немного отличаться от одного производителя элементов к другому, обычно считается, что электрохимия находится в конце своего срока службы, когда батарея достигает примерно 70% емкости (в Ач).  Для Saft серии xlr SoH в конце срока службы составляет 70%, а для серии xtd — 60%. Тогда потеря емкости ускоряется, а автономность падает. Состояние работоспособности может отображаться в системе управления батареями в качестве опции. Ключевой показатель технического обслуживания для последующего наблюдения!
 

Резюме: 10 основных советов по уходу за литий-ионными аккумуляторами промышленного класса во время зарядки и во время эксплуатации, чтобы оптимизировать их срок службы

Давайте обобщим наши 10 основных советов по уходу за ионных аккумуляторов во время зарядки и во время работы для оптимизации срока их службы: 

Как заряжать промышленные литий-ионные аккумуляторы, чтобы продлить срок их службы: 

1. Главный совет 1. Изучите язык аккумуляторов. Знание того, как работает батарея, поможет вам оптимизировать способ зарядки и разрядки, чтобы максимально использовать возможности вашей перезаряжаемой батареи
2. Главный совет 2: Уважайте процесс зарядки CCCV, особенно в плавающем режиме (зарядное устройство — ваш лучший друг): Перезаряжаемые батареи должны следовать определенному процессу зарядки, обычно используемому тщательно подобранным зарядным устройством.
3. Полезный совет 3. Тщательно спроектируйте BMS (другой ваш лучший друг), особенно при использовании многоячеечной аккумуляторной батареи.
4. Совет 4. Снизьте скорость зарядки C : При низкой скорости зарядки ионы плавно внедряются в электрод, что продлевает срок службы батареи.
5. Полезный совет 5: Контролируйте температуру зарядки : Батареи лучше всего работают при зарядке при температуре окружающей среды. Высокие или низкие температуры приводят к преждевременному старению аккумулятора.

Как разрядить литий-ионные аккумуляторы промышленного класса, чтобы продлить срок их службы: 

1. Главный совет 1. Снизьте показатель C при разрядке, чтобы оптимизировать емкость аккумулятора и срок службы. Сильные значения увеличивают внутреннее сопротивление батареи. Аккумулятору придется стремиться выдавать большой ток и потреблять больше энергии, чтобы поддерживать тот же уровень напряжения, что, следовательно, ускорит его старение.
2. Совет 2. Помните о температурах, при которых аккумулятор разряжается. При экстремальных температурах электрод и электролит больше не имеют оптимальной формы (он сжимается при низких температурах и расширяется при высоких температурах), чтобы обеспечить эффективный литий-ионный обмен.
3. Совет 3. Отдайте предпочтение частичной глубине разряда (DoD). Частичная зарядка и разрядка снижают нагрузку и продлевают срок службы батареи. Рекомендуется избегать полных циклов и оставаться в диапазоне от 100% до 50% DoD (0-50% SoC).
4. Полезный совет 4. Обязательно выполняйте периодическую балансировку, если в аккумуляторной батарее более 1 элемента . Когда несколько элементов соединены последовательно в батарее, может возникнуть дисбаланс. Элементы могут быть заряжены до различных уровней состояния заряда (SoC), импеданс (внутреннее сопротивление) может варьироваться от одного элемента к другому, емкость элементов может отличаться от одного элемента к другому и т. д. Вам потребуется повторно балансировать их время от времени по отношению друг к другу с помощью BMS, чтобы одна ячейка не изнашивалась больше, чем другая.
5. Совет 5. Следите за состоянием здоровья (SoH) . Состояние здоровья отражает общее состояние батареи и ее способность отдавать энергию с течением времени. Он дает представление о том, сколько доступной энергии за весь срок службы батареи было израсходовано и сколько осталось, что помогает вам предвидеть проблему или необходимость замены батареи.